路桥施工中钻孔灌注桩技术探究

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年第6期   作者:张学方
[导读] 在提高城市化发展进度时,路桥工程作为民生基础建设之一

         摘要:在提高城市化发展进度时,路桥工程作为民生基础建设之一,代表着城市的综合发展力。在目前路桥工程建设过程中,会运用到不同适宜本地城市实际工程情况的施工技术。其中钻孔灌注桩施工工艺可以在提高工程性能的情况下,更好的延长工程的总体使用年限。文章从公路桥梁现状出发,提出合适的钻孔灌注桩施工技术,以便给施工作业提供支持,提升工程的整体品质。
         关键词:路桥工程;钻孔灌注桩;施工工艺;优势
1工程概况
         某路桥项目标段总长度16.367km,因钻孔灌注桩具有承载力能力高、施工方便、工期短、造价低,施工时无振动、无地面隆起或侧移,同时对周边建筑物危害小,使用范围广,适用于各种地质条件,故本项目采用钻孔灌注桩工艺进行施工。
2钻孔灌注桩施工技术

2.1测量定位
         利用全站仪,并引入坐标法确定合适的钻孔桩桩位,随后做好护筒的埋设作业,在其周边区域设置中心定位桩,使用醒目的红油漆做好标记。
2.2埋设护筒
         相较于原地面,要求护筒口比该处略高0.3m。相较于最高水位值,向水中设置桩护筒护后此结构应比该值高2.5m。使用到钢护筒,以厚度8mm的钢板为原材料制得,根据施工要求,护筒长度为2~4m不等。护筒顶部基于焊接的方式设置法兰,以免护筒发生变形。关于钢护筒的埋设作业,采取的是人工与锤击相结合的方式,并填入适量粘土,以提升护筒与周边孔壁的结合稳定性。
2.3泥浆制备
         以粘土与水为原材料,经拌制后得到浆液,部分情况下可掺入适量水泥,调整好泥浆比重,该值需在1.1~1.15g/cm3区间内,具体性能要求如表所示。钻孔作业时做好对泥浆稠度的检测工作,此环节使用到泥浆稠度仪,若偏离设计指标需及时调整。

2.4成孔
         钻架要具有足够的稳定性,调整钻头并使其与桩位中心处于相对齐的状态。做好开钻之前的准备工作,相关机具工作状况良好,水电通达。为避免突发事故而引发的施工中断现象,需在现场适配发电机以满足备用要求。做好护筒的埋设作业,将钻机转移到指定施工位置,调整钻架并钻进施工。需向孔内注入泥浆,冲击作业使用到冲击锥,采取的是小冲程的方式。孔内水位要足够合理,相较于护筒刃脚而言,需比其高出1.5~2.0m,但必须在护筒顶面下方0.3m内。地层条件的不同,所对应的冲程存在差异,泥浆指标也要灵活调节,控制钻孔进尺速度,需在2m/h以内。考虑到淤泥质等地层的特殊性,可向该处抛填片石,在钻头的作用下有效挤压孔壁,提升其稳定性。基于泵吸反循环的方式完成排渣作业。覆盖层钻进施工时,采取的是每班排渣一次的方式,若进入到岩层中,每完成0.5~1m的进尺后都要组织排渣。关于泥浆的排出作业,需使用到渣土分离器,可达到泥浆再利用的效果。
2.5清孔、验孔
         结束钻孔作业后,全面检查各项指标,如孔深、孔径等,无误后即可清孔。需做好清孔前的准备工作,向其中投入适量水泥后利用钻锥持续性旋转,使得泥浆与水泥得到充分搅拌并形成混合物,冲孔泥浆比重需稳定在1.3~1.4,以便提升清孔质量。浇筑之前检查沉渣厚度情况,使其与设计要求相符;若工程中尚未针对此项操作做出明确说明,则采取如下方法:桩径≤1.5m时,该处的沉渣厚度需≤30cm;反之,若桩径>1.5m,此时沉渣厚度需<50cm。若实际施工中沉渣厚度超过该值,需利用导管展开二次清孔作业。
2.6钢筋笼的制作与安装
钢筋笼采取的是现场制作的方式。以设计图纸为指导,对其有效绑扎与焊接,所有钢筋都要具有平直性,不可发生弯折且各部分都要足够洁净。针对直径超过25mm的钢筋,需采取机械连接的方式。反之,则采取搭接焊的方式进行连接作业,单面焊缝长度应≥10d,若为双面焊接,焊缝长度应≥5d。

钢筋笼成型后,安排监理工程师做进一步检验。结束钻孔后对其清孔,在吊车辅助下将钢筋笼有序放入孔中,最大程度避免钻孔桩底部沉淀现象。控制钢筋笼地面高程,该处的误差需在±50mm内,满足设计要求后及时调整钢筋笼,确保中心位置的合理性。
2.7灌注水下混凝土
         使用内径30cm的刚性导管,要求此材料质量足够良好,完成钢筋笼安装作业后,需随即拼装吊装导管。灌注作业不可中断,可使用测绳检测灌注情况,如混凝土高度,以实际情况为准灵活调整导管埋深,该值需在2~6m内,在吊车的辅助下提升导管。灌注作业时需要做好监测工作,要求导管与钢筋骨架的间距足够合理,以免出现导管上下升降现象。在现场完成混凝土拌制,利用专业运输车将其转移到指定施工区域,拌制过程中需要精确称量材料,控制好配合比,所得混凝土应具有优良和易性。伴随灌注施工的持续推进,需频繁检查混凝土坍落度。导管拆除所需时间需得到合理控制,整个混凝土灌注施工需在6h内结束。根据施工要求,需在混凝土中掺入适量缓凝剂,目的在于延长混凝土初凝时间,使得所有混凝土灌注施工结束之前混凝土未达到初凝状态。检查灌注高程,当接近设计要求时,需要调节好导管上端的位置,其应当超出混凝土顶3~4m,并通过计算的方式确定末盘混凝土用量,将实际情况告知拌合站。相较于桩顶高度,结束灌注施工后桩顶标高应比该值略大0.5~1.0m。检查混凝土强度情况,在符合设计要求后拔除钢护筒,将无用的混凝土有效凿除,使其足够洁净。
3桥梁钻孔灌注桩预防措施
3.1孔壁坍塌预防措施
         孔壁坍塌的突出特征在于突发性,从诱发因素来看,与现场地质环境、护壁效果等因素有关,这一问题需得到工程人员的高度重视。首先要做好钢护筒的埋设作业,提升孔口排水效果,下放钢护筒时不可出现偏斜现象。其次,注重特殊地层的处理,需使用高性能冲洗液护壁,辅以正循环钻进等方法有效提升脆弱地层的稳定性,避免坍塌现象。最后,在不稳定地层施工作业时,不可出现换浆过早的情况,完成钢筋笼下放后采取二次清孔措施,基于此方式替换高比重泥浆,并随即灌注混凝土,尽可能缩短沉渣时间,确保所得桩结构的整体质量。针对较为松散的地层,需适当加大护筒埋设深度,利用粘土完成护筒周边的封堵处理。所用泥浆的比重与粘度都要足够合理,调节好护筒泥浆水位,其必须在地下水位之上。关于钢筋笼的吊装作业,需避免变形现象,亦不可对孔壁造成影响,钢筋笼接长时需控制好焊接时间。
3.2扩径和缩径预防措施
         钻进作业后,部分情况下会出现成孔不规则的情况,即扩径或缩径。具体而言,扩孔主要与钻头尺寸偏大有关,或是在钻进过程中发生偏位现象;若为缩孔现象,则可能是受到钻头过度磨损的影响,或是缺乏合理的焊接措施,当施工现场含有大量软土时也易出现此问题。在缩径的影响下,将明显降低桩的竖向承载力。若为扩径现象,将明显提升施工成本,因此要采取针对性措施避免上述问题。为避免扩径现象,施工之前需要全面检查钻机工作状况,采取减压钻进的方法,要求钻头在工作中处于稳定状态,而在成孔作业时,遵循的是缓慢钻进的原则,从而产生稳定的孔壁。整个施工过程中泥浆比重要足够合理,孔内泥浆需具有一定压力,成孔并完成清孔作业后随即灌注水下混凝土,尽可能缩短孔壁的浸泡时间。为避免缩径现象,需在施工之前做好地质情况分析工作,即现场是否存在遇水膨胀土层,若出现此类特殊地质环境,需选择优质泥浆护壁,要求该材料失水率<3~5mL/30min,并频繁校正钻头直径。相较于成孔直径而言,所用的钻头直径应比该值略小20~25mm,选择优质泥浆,以达到控制失水量的目的。
4结语
         综上所述,路桥是跨越不良地质的重要方式,钻孔灌注桩在其中取得广泛应用,其具备承载力高、适用能力强等多重特点。工程项目中,需充分考虑到现场实际情况,确定合适灌注量、钻机速度等工艺参数,全面确保施工质量,以高品质、高效率的方式完成施工作业,延长桥梁使用寿命。
参考文献
[1]王文臻.路桥施工中钻孔灌注桩施工技术的应用浅析[J].中国标准化,2019(16)130-131.
[2]马权源.钻孔灌注桩施工技术在路桥施工中的应用[J].四川建材,2020(01):103+110.
[3]彭伟.钻孔灌注桩施工技术在路桥工程中的应用[J].交通世界,2019(26):121-122.
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